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制冷劑液體沸騰過(guò)程中,蒸發(fā)器傳熱壁面上單位時(shí)間生成的氣泡數(shù)目越多,則沸騰換熱系數(shù)越大。單位時(shí)間內(nèi)生成的氣泡數(shù)目,與氣泡生成到離開(kāi)傳熱壁面的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),這個(gè)時(shí)間越短,則單位時(shí)間內(nèi)生成氣泡數(shù)目越多。此外,如果氣泡離開(kāi)壁面時(shí)的直徑越小,則氣泡從生成到離開(kāi)的時(shí)間將越短。
氣泡離開(kāi)壁面時(shí),其直徑的大小是由氣泡的浮力及液體表面張力的平衡來(lái)決定的。浮力促使氣泡離開(kāi)壁面,而液體表面張力則阻止氣泡離開(kāi)。氣泡的浮力和液體表面張力,又受飽和溫度下密度差(液體和蒸氣的密度差)的影響。氣泡的浮力和密度差成正比。液體的表面張力與密度差的四次方成正比。
所以,隨著密度差的增大,液體表面張力的增大速度,比氣泡浮力的增大速度大得多,這時(shí)氣泡只能依靠體積的膨脹來(lái)維持平衡,因此氣泡離開(kāi)壁面時(shí)的直徑就大。密度差的大小與沸騰溫度有關(guān),沸騰溫度越高,飽和溫度下的密度差越小,汽化過(guò)程就會(huì)更迅速,換熱系數(shù)就更大。
上面說(shuō)明了在同一個(gè)蒸發(fā)器中,使用同一種制冷劑時(shí),其換熱系數(shù)隨著沸騰溫度的升高而增大。
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